什么是PIC單片機?

PIC單片機(Peripheral Interface Controller)是一種用來開發的去控制外圍設備的集成電路(IC)。一種具有分散作用(多任務)功能的CPU。與人類相比，大腦就是CPU，PIC 共享的部分相當于人的神經系統。

PIC 單片機是一個小的計算機

PIC單片機有計算功能和記憶內存像CPU并由軟件控制允行。然而，處理能力—存儲器容量卻很有限，這取決于PIC的類型。但是它們的最高操作頻率大約都在20MHz左右，存儲器容量用做寫程序的大約1K—4K字節。

時鐘頻率與掃描程序的時間和執行程序指令的時間有關系。但不能僅以時鐘頻率來判斷程序處理能力，它還隨處理裝置的體系結構改變(1*)。如果是同樣的體系結構，時鐘頻率較高的處理能力會較強。

這里用字來解釋程序容量。用一個指令(2*)表示一個字。通常用字節(3*)來表示存儲器(4*)容量。一個字節有8位，每位由1或0組成。 PIC16F84A單片機 的指令由14位構成。當把1K個子轉換成位為：1 x 1,024 x 14 = 14,336位。再轉換為字節為：14,336/(8 x 1,024) = 1.75K。在計算存儲器的容量時，我們規定 1G 字節 = 1,024M 字節, 1M 字節 = 1,024K 字節, 1K 字節= 1,024 字節. 它們不是以1000為倍數，因為這是用二進制計算的緣故。

1. 計算機的物理結構,包括組織結構、容量、該計算機的CPU、存儲器以及輸入輸出設備間的互連。經常特指CPU的組織結構,包括它的寄存器、標志、總線、算術邏輯部件、指令譯碼與執行機制以及定時和控制部件。

2. 指出某種操作并標識其操作數(如果有操作數的話)的一種語言構造

3. 作為一個單位來操作(運算)的一個二進制字符串,通常比計算機的一個字短。

4. 處理機內的所有可尋址存儲空間以及用于執行指令的其它內存儲器。

在計算存儲器的容量時，我們規定 1G 字節 = 1,024M 字節, 1M 字節 = 1,024K 字節, 1K 字節= 1,024 字節. 它們不是以1000為倍數，因為這是用二進制計算的緣故。

用PIC單片機使電路做的很小巧變得可能。

因為PIC單片機可以把計算部分、內存、輸入和輸出等都做在一個芯片內。所以她工作起來效率很高、功能也自由定義還可以靈活的適應不同的控制要求，而不必去更換不同的IC。這樣電路才有可能做的很小巧。

二、PIC系列單片機有什么優勢?

1) PIC最大的特點是不搞單純的功能堆積，而是從實際出發，重視產品的性能與價格比，靠發展多種型號來滿足不同層次的應用要求。就 實際而言，不同的應用對單片機功能和資源的需求也是不同的。比如，一個摩托車的點火器需要一個I/O較少、RAM及程序存儲空間不大、可靠性較高的小型單 片機，若采用40腳且功能強大的單片機，投資大不說，使用起來也不方便。PIC系列從低到高有幾十個型號，可以滿足各種需要。其中，PIC12C508單 片機僅有8個引腳，是世界上最小的單片機.

該型號有512字節ROM、25字節RAM、一個8位定時器、一根輸入線、5根I/O線，市面售價在3-6元人人民幣。這樣一款單片機在象摩托車點 火器這樣的應用無疑是非常適合。PIC的高檔型號，如PIC16C74(尚不是最高檔型號)有40個引腳，其內部資源為ROM共4K、192字節RAM、 8路A/D、3個8位定時器、2個CCP模塊、三個串行口、1個并行口、11個中斷源、33個I/O腳。這樣一個型號可以和其它品牌的高檔型號媲美。

2) 精簡指令使其執行效率大為提高。PIC系列8位CMOS單片機具有獨特的RISC結構，數據總線和指令總線分離的哈佛總線(Harvard)結構，使指令具有單字長的特性，且允許指令碼的位數可多于8位的數據位數，這與傳統的采用CISC結構的8位單片機相比，可以達到2:1的代碼壓縮，速度提高4倍。

3) 產品上市零等待(Zero time to market)。采用PIC的低價OTP型芯片，可使單片機在其應用程序開發完成后立刻使該產品上市。

4) PIC有優越開發環境。OTP單片機開發系統的實時性是一個重要的指標，象普通51單片機的開發系統大都 采用高檔型號仿真低檔型號，其實時性不盡理想。PIC在推出一款新型號的同時推出相應的仿真芯片，所有的開發系統由專用的仿真芯片支持，實時性非常好。就 我個人的經驗看，還沒有出現過仿真結果與實際運行結果不同的情況。

5) 其引腳具有防瞬態能力,通過限流電阻可以接至220V交流電源,可直接與繼電器控制電路相連,無須光電耦合器隔離，給應用帶來極大方便。

6) 徹底的保密性。PIC以保密熔絲來保護代碼，用戶在燒入代碼后熔斷熔絲，別人再也無法讀出，除非恢復熔絲。目前，PIC采用熔絲深埋工藝，恢復熔絲的可能性極小。

7) 自帶看門狗定時器，可以用來提高程序運行的可靠性。

8) 睡眠和低功耗模式。雖然PIC在這方面已不能與新型的TI-MSP430相比，但在大多數應用場合還是能滿足需要的。

三、PIC單片機與MCS-51系列單片機的區別

應該說有三個主要特點：

(1)總線結構:MCS-51單片機的總線結構是馮-諾依曼型,計算機在同一個存儲空間取指令和數據,兩者不能 同時進行;而PIC單片機的總線結構是哈佛結構,指令和數據空間是完全分開的,一個用于指令,一個用于數據,由于可以對程序和數據同時進行訪問,所以提高 了數據吞吐率。正因為在PIC單片機中采用了哈佛雙總線結構，所以與常見的微控制器不同的一點是：程序和數據總線可以采用不同的寬度。數據總線都是8位 的，但指令總線位數分別位12、14、16位。

(2)流水線結構:MCS-51單片機的取指和執行采用單指令流水線結構,即取一條指令,執行完后再取下一條指令;而PIC的取指和執行采用雙指令流水線結構,當一條指令被執行時,允許下一條指令同時被取出,這樣就實現了單周期指令。

(3)寄存器組:PIC單片機的所有寄存器,包括I/O口,定時器和程序計數器等都采用RAM結構形式,而且都只需要一個指令周期就可以完成訪問和操作;而MCS-51單片機需要兩個或兩個以上的周期才能改變寄存器的內容。